Pembuatan komposit Hidroksiapatit-Gelatin untuk jaringan tulang

NUGROHO, Novianto, Ir. Alva Edy Tontowi, M.Sc.,Ph.D

2007 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Dewasa ini pengembangan material biokeramik sangat pesat dilakukan untuk mendukung kebutuhan medis. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan material biokeramik berpori (scaffold) dari komposit Hidroksiapatit-Gelatin [Hap-Gel, Ca10(PO4)6(OH)2-Gel]. Hidroksiapatit merupakan bahan biokeramik yang memiliki sifat bioaktivitas dan biokompatibilitas yang sangat baik. Ia juga memiliki komposisi kimia dan struktur kristalografi yang mirip dengan jaringan keras manusia. Serbuk hidroksiapatit dapat diperoleh dengan cara mensintesis serbuk kalsit dengan larutan trisodium fosfat (Na3PO4.12H2O). Serbuk kalsit dicampur dengan larutan trisodium fosfat dan di panaskan dalam oven selama 30 menit pada temperatur 100°C, kemudian di dinginkan pada suhu kamar sambil diaduk. Setelah serbuk melalui tahap pereaksian, lalu serbuk tersebut dicuci. Proses ini dilakukan berulang kali sampai pH netral (pH = 7), kurang lebih selama 7 kali pencucian dan dikeringkan. Variasi morfologi scaffold dapat diperoleh dengan cara mengubah komposisi HAp-gel per volume pelarut yaitu 30, 40, dan 50%berat dengan perbandingan hidroksiapatit/gelatin = 1/1. Dalam pembuatan komposit tersebut gelatin dan hidroksiapatit dilarutkan dalam aquades pada suhu 40ºC dan diaduk dengan magnetic strirrer selama 30 menit pada putaran 400 rpm. Larutan kemudian dibekukan dalam freezer dan kemudian dikeringkan dengan freeze drying. Komposit hidroksiapatit-gelatin yang dihasilkan mempunyai ukuran pori makro antara 80-400μm dan pori mikro antara 0,5-10μm, ukuran pori makro tersebut cocok untuk pertumbuhan sel osteoblast. Kekuatan kompresi terbesar diperoleh pada komposisi 50% sebesar 7-8Mpa. Nilai kekuatan kompresi tersebut masih jauh di bawah kekuatan kompresi tulang sesungguhnya dan masih memerlukan tahapan penelitian selanjutnya (tahap crosslinking). Besar densitas yang dihasilkan berada pada rentang densitas tulang yaitu berada para rentang antara 0,14–1,10g/cm3.

The development of bioceramic materials grows rapidly to support medical use. The aim of this research is to develop hydroxyapatite-gelatin [HA-Gel, Ca10(PO4)6(OH)2-Gel] composite, which in the future is able to be applied for bone substitution and or for drug delivery purposes. Hydroxyapatite is a bioceramic which is known to have excellent bioactive and biocompatible properties. It also has similar chemical composition and crystallography to human hard tissues. In this research, hydroxyapatite powder was synthesized from calcite powder by phosphatization method using trisodium phosphate (Na3PO4.12H2O). The calcite powder was added to trisodium phosphate solution and hydrothermally treated for 30 minutes at 100°C, cooled at room temperature, and washed until it reached neutral pH (pH=7.0) and dried at room temperature. The composite was then developed by combining synthesized HA and gelatine. The scaffold morphology variation was made by changing the composition of HAP-gel per solvent volume, that was 30, 40, and 50wt% with hydroxyapatite/gelatin = 1/1. The hydroxyapatite and gelatin were physically mixed inside distilled water at 40ºC using magnetic stirrer for 30 minutes at 400 rpm. The solution was then molded, slow quenched using biomedical freezer, and freeze dried. The hydroxyapatite-gelatin composite has macropores between 80-400μm and micropores between 0,5-10μm. The highest compressive strength obtained was 7-8MPa at 50% composition. The density is about 0,14–1,10g/cm3and considered to be in the range of bone density.

Kata Kunci : Biokeramik,Serbuk Hidroksiapatit,Rehabilitasi Jaringan Tulang, scaffold, hydroxyapatite, density, compressive strength, macropores